履带式多功能农林设备的制作方法

本发明涉及工程机械领域技术，尤其是指一种履带式多功能农林设备。

背景技术：

农业和林业劳作过程中，经常会因道路泥泞等环境因素，导致普通运载车辆无法到达目的地进行施工作业，尤其对于山地丘陵、果园树下、田边地头、斜坡陡地、松软地面等复杂地形，普通车辆并不适用。而林业操作中，地形更加复杂，这类车辆行走时，过沟坎、爬坡等就更加困难。虽然，针对农业、林业设计有多重工程机械，但是这类机械设备通常功能单一，尤其是车辆的卸货操作存在很多弊端，比如部分工程车辆为了方便货物的卸落，采用了可自行倾斜卸货的车厢，此类车厢大多采用一到两根液压杆来顶起车厢的一侧，使得车厢内的货物朝向另一侧划落，在黄沙或者渣土运输车中比较常见。这类自卸车辆虽然配备了可以自动倾斜卸货的箱体，但这种箱体只能朝向后方或者一侧进行倾斜卸货，在部分狭窄的场所内，车辆难以回转调整方位，找不准卸货的具体地点，适用范围有限。因此，应对现有农林设备进行改进，以使其功能更加强大，方便农林作业。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种履带式多功能农林设备，通过将履带底盘总成、发动机总成、驾驶舱总成、三自由度车厢总成和操作臂总成集成于农林设备上，使农林设备具有适应环境能力强、装卸物料方便及作业效率高的特点，功能多样化，方便农林作业。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种履带式多功能农林设备，包括有履带底盘总成、发动机总成、驾驶舱总成、三自由度车厢总成和操作臂总成，该履带底盘总成包括有底盘、左驱履带组件和右驱履带组件，该左驱履带组件和右驱履带组件位于底盘两侧；该发动机总成安装于底盘上；该驾驶舱总成安装于底盘上，并位于底盘前端；该三自由度车厢总成安装于底盘后端，该三自由度车厢总成包括有车厢和安装于车厢下方用于举升、转动和侧翻车厢的驱动装置，该驱动装置包括有彼此相互配合的转动机构、举升机构和侧翻机构，该举升机构与转动机构相连，该侧翻机构与车厢底部相连，并位于转动机构上方；该操作臂总成安装于上述驾驶舱总成顶部或侧旁。

作为一种优选方案：所述转动机构包括有转盘、驱动转盘转动的驱动组件，该转盘可转动式安装于上述底盘上，该驱动组件与转盘相连；上述举升机构包括有托架、连杆组件和举升气缸，上述车厢尾端与托架枢接，该连杆组件可伸缩式连接于托架和转盘之间，该举升气缸底部连接于转盘上，举升气缸轴端连接于托架上；上述侧翻机构为侧翻驱动气缸，该侧翻驱动气缸倾斜式固定于托架上，其轴端与车厢底部枢接。

作为一种优选方案：所述连杆组件包括有两第一连杆和一第二连杆，该两第一连杆呈V形连接于托架和转盘之间，于托架两端分别设置有横向滑槽，两第一连杆上端分别可横向滑动式位于横向滑槽中，两第一连杆下端彼此共同枢接于转盘上；于该托架上两横向滑槽之间设置有一枢接柱，第二连杆上端枢接于该枢接柱上，第二连杆下端与其中一第一连杆中部枢接；上述举升气缸轴端与枢接柱相连。

作为一种优选方案：所述举升机构包括有托架、连杆组件和举升气缸，该连杆组件可伸缩式连接于托架和上述底盘之间，该举升气缸底部连接于底盘上，举升气缸轴端连接于连杆组件上；上述转动机构包括有转盘、驱动转盘转动的驱动组件和回转架，该转盘可转动式安装于上述托架上，该驱动组件与转盘相连，该回转架固装于转盘上表面；上述侧翻机构为两侧翻驱动气缸，上述车厢后端枢接于回转架尾端，该两侧翻驱动气缸上端与车厢底部枢接，两侧翻驱动气缸下端连接于回转架上。

作为一种优选方案：所述托架内侧和底盘上分别设置有横向滑槽，上述连杆组件包括有两组第一连杆和第二连杆，每组第一连杆和第二连杆中间彼此铰接呈X形，第一连杆上端枢接于托架上，下端可滑动式位于底盘上横向滑槽中，第二连杆上端可滑动式位于托架上横向滑槽中，下端枢接于底盘上；并于两第一连杆之间连接有一横杆，上述举升气缸轴端与该横杆相连。

作为一种优选方案：所述操作臂总成包括有基座、支撑梁、驱动支撑梁摆动的第一驱动气缸、安装于支撑梁端部的操作手、驱动操作手摆动的第二驱动气缸和驱动操作手转动的操作手驱动电机，该基座上设置有一转盘，于基座底部设置有一驱动该转盘转动的转盘驱动电机，转盘安装于转盘驱动电机轴端；该支撑梁下端枢接于转盘上，于支撑梁上端枢接有一支架；该第一驱动气缸底部安装于转盘上，第一驱动气缸轴端与支撑梁斜向连接；该操作手包括支撑座和枢接于该支撑座两侧可开合的两夹爪以及驱动两夹爪开合的夹爪驱动气缸，该支撑座可转动式安装于上述支架上，该两夹爪驱动气缸安装于支撑座上，两夹爪驱动气缸轴端分别连接于两夹爪上；该第二驱动气缸安装于支撑梁上端，其轴端与上述支架相连；该操作手驱动电机安装于支架上，其轴端与上述支撑座相连。

作为一种优选方案：所述操作臂总成之基座安装于驾驶舱总成侧旁，并该基座高于驾驶舱及上述车厢，于驾驶舱总成中设置有观测操作臂操作的监视器。

作为一种优选方案：所述驾驶舱可转动式安装于底盘上，上述操作臂总成之基座安装于驾驶舱顶部，并该基座高于驾驶舱及上述车厢。

作为一种优选方案：所述驾驶舱底部具有驾驶底座，该驾驶底座高于上述底盘。

作为一种优选方案：所述底盘两端分别设置有一用于拖曳农林设备自身提高越障能力或拖曳其它设备的卷扬机。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过将履带底盘总成、发动机总成、驾驶舱总成、三自由度车厢总成和操作臂总成集成于农林设备上，使该农林设备能够适应多种地形，满足不同环境下的操作作业，三自由度车厢可以转变不同角度，方便侧翻或装填物料，弥补了农林作业中地形地势不便的缺陷，提高工作效率，而可转动式操作臂可全方位进行操作，代替人工作业，减少人工劳动量。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1为本发明之操作臂总成位于驾驶舱总成侧旁时，设备立体示意图；

图2为本发明之操作臂总成位于驾驶舱总成侧旁时，设备侧视示意图；

图3为本发明之操作臂总成位于驾驶舱总成上方时，设备局部立体示意图；

图4为本发明之设备车厢侧翻状态局部示意图；

图5为本发明之设备底部结构示意图；

图6为本发明之三自由度车厢总成立体示意图；

图7为本发明之三自由度车厢总成驱动装置立体示意图；

图8为本发明之三自由度车厢总成驱动装置立体侧视示意图；

图9为本发明之车厢侧翻状态示意图；

图10为本发明之车厢侧翻状态另一视角示意图；

图11为本发明之第二实施例中车厢未侧翻状态示意图；

图12为本发明之第二实施例中车厢举升状态示意图；

图13为本发明之第二实施例中举升机构示意图；

图14为本发明之第二实施例中侧翻机构工作状态示意图；

图15为本发明之操作臂总成俯视示意图。

附图标识说明：

10、履带底盘总成 11、底盘

12、左驱履带组件 13、右驱履带组件

14、卷扬机 20、发动机总成

30、驾驶舱总成 31、驾驶底座

40、三自由度车厢总成 41、车厢

42、驱动装置 421、转动机构

4211、转盘 4212、驱动组件

4213、回转架 422、举升机构

4221、托架 4222、连杆组件

4223、举升气缸 4224、第一连杆

4225、第二连杆 4226、横向滑槽

4227、枢接柱 4228、滚轮

4229、横杆 423、侧翻机构

50、操作臂总成 51、基座

511、转盘 512、转盘驱动电机

52、支撑架 521、上连接座

522、支架 523、下连接座

53、第一驱动气缸 54、操作手

541、支撑座 542、夹爪

543、夹爪驱动气缸 544、支杆

55、第二驱动气缸 56、操作手驱动电机。

具体实施方式

本发明如图1至图15所示，一种履带式多功能农林设备，包括有履带底盘总成10、发动机总成20、驾驶舱总成30、三自由度车厢总成40和操作臂总成50，其中：

该履带底盘总成10包括有底盘11、左驱履带组件12和右驱履带组件13，该左驱履带组件12和右驱履带组件13位于底盘11两侧，该底盘11两端分别设置有一用于拖曳农林设备自身以提高越障能力或拖曳其它设备的卷扬机14，该农林设备采用履带式，可适应不同地形，在恶劣环境下仍然正常行走，卷扬机14可在设备陷入沟壑中时，对设备提供牵引力，防止陷入沟壑中。

该发动机总成20安装于底盘11前端，并位于驾驶舱总成30侧旁。

该驾驶舱总成30安装于底盘11前端，于驾驶舱总成30底部设有驾驶底座31，该驾驶底座31高于底盘11，可以提高驾驶视野。

该三自由度车厢总成40安装于底盘11后端，该三自由度车厢总成40包括有车厢41和和安装于车厢41下方用于举升、转动和侧翻车厢的驱动装置42，该驱动装置42包括有彼此相互配合的转动机构421、举升机构422和侧翻机构423，该举升机构422与转动机构421相连，该侧翻机构423与车厢41底部相连，并位于转动机构421上方；该转动机构421包括有转盘4211、驱动转盘4211转动的驱动组件4212，该转盘4211可转动式安装于上述底盘11上，该驱动组件4212与转盘4211相连。该举升机构422包括有托架4221、连杆组件4222和举升气缸4223，并该举升机构422具有两组连杆组件4222和举升气缸4223，该两组连杆组件4222和举升气缸4223位于托架4221两侧，该托架4221用于承载上述车厢41，车厢41尾端与托架4221枢接；该连杆组件4222可伸缩式连接于托架4221和转盘4211之间，其包括有两第一连杆4224和一第二连杆4225，该两第一连杆4224呈V形连接于托架4221和转盘4211之间，于托架4221两端分别设置有横向滑槽4226，两第一连杆4224上端分别可横向滑动式位于横向滑槽4226中，两第一连杆4224下端彼此共同枢接于转盘4211上；于托架4221上两横向滑槽4226之间设置有一枢接柱4227，第二连杆4225上端枢接于该枢接柱4227上，第二连杆4225下端与其中一第一连杆4224中部枢接；该举升气缸4223底部连接于转盘4211上，举升气缸4223轴端与枢接柱4227相连。该侧翻机构423为侧翻驱动气缸，该侧翻驱动气缸倾斜式固定于托架4221上，其轴端与车厢41底部枢接。

本实施例中，该转动机构421、举升机构422和侧翻机构423工作原理如下：当车厢41需要向设备侧面侧翻物料时，转动机构421驱动车厢41转动到指定位置后，举升机构422之举升气缸4223向上推动枢接柱4227，两第一连杆4224上端彼此对向靠拢移动至横向滑槽4226最内侧，支撑起托架4221，车厢41随之被升起，侧翻驱动气缸423向上顶起车厢41，车厢41内物料随即被侧翻。

作为第二种实施例，于上述托架4221内侧和底盘11上分别设置有横向滑槽4226，上述举升机构422包括有托架4221、连杆组件4222和举升气缸4223，该连杆组件4222可伸缩式连接于托架4221和上述底盘11之间，该举升气缸4223底部连接于底盘11上，举升气缸4223轴端连接于连杆组件4222上；上述连杆组件4222包括有两组第一连杆4224和第二连杆4225，该第一连杆4224和第二连杆4225中间彼此铰接呈X形，第一连杆4224上端枢接于托架4221上，下端安装有滚轮4228，滚轮4228可滑动式位于底盘11上横向滑槽4226中，第二连杆4225上端安装有滚轮4228，滚轮4228可滑动式位于托架4221上横向滑槽4226中，下端枢接于底盘11上；并于两第一连杆4224之间连接有一横杆4229，上述举升气缸4223轴端与该横杆4229相连；上述转动机构421包括有转盘4211、驱动转盘4211转动的驱动组件4212和回转架4213，该转盘4211可转动式安装于上述托架4221上，该驱动组件4212与转盘4211相连，该回转架4213固装于转盘4211上表面；上述侧翻机构423为两侧翻驱动气缸，上述车厢41后端枢接于回转架4213尾端，该两侧翻驱动气缸423上端与车厢41底部枢接，两侧翻驱动气缸423下端连接于回转架4213上；该举升机构422在举起车厢41时，会连同转动机构421及侧翻机构423一起举升。

该第二实施例中，转动机构421、举升机构422和侧翻机构423工作原理如下：举升气缸4223向上顶起第二连杆4225时，第一连杆4224下端滚轮4228和第二连杆4225上端滚轮4228分别于对应于横向滑槽4226中滑动，第一连杆4224和第二连杆4225彼此向中间靠拢，托架4221被顶起；转动机构421被随之顶起，转动机构421之转盘4211在驱动组件4212带动下转动，回转架4213随转盘4211转动到合适位置后，侧翻驱动气缸423向上顶起车厢41，车厢41内物料被侧翻倾斜。

该操作臂总成50包括有基座51、支撑梁52、驱动支撑梁52摆动的第一驱动气缸53、安装于支撑梁52端部的操作手54、驱动操作手54摆动的第二驱动气缸55和驱动操作手54转动的操作手驱动电机56，该基座51安装于上述驾驶舱总成30顶部或侧旁，于基座51上设置有一转盘511，于基座51底部设置有一驱动该转盘511转动的转盘驱动电机512，转盘511安装于该转盘驱动电机512轴端；该支撑梁52为可伸缩式，于支撑梁52上端设置有一上连接座521，一支架522可转动式枢接于该上连接座521上；于支撑梁52下端垂直设置有一下连接座523，该下连接座523枢接于上述转盘511上，上述第一驱动气缸53底部枢接于转盘511上，第一驱动气缸53轴端枢接于支撑梁52上，下连接座523、第一驱动气缸53和支撑梁52围构呈三角形；该操作手54包括支撑座541和枢接于该支撑座541两侧可开合的两夹爪542以及驱动两夹爪542开合的夹爪驱动气缸543，该支撑座541可转动式安装于上述支架522上，该两夹爪驱动气缸543安装于支撑座541上，两夹爪驱动气缸543轴端分别连接于两夹爪542上，并于支撑座541前端两侧分别枢接有一用于支撑上述夹爪542的支杆544，该两支杆544前端分别枢接于两夹爪542内侧壁上；该第二驱动气缸55安装于支撑梁541上端，其轴端与上述支架522相连；该操作手驱动电机56安装于支架522上，其轴端与上述支撑座52相连。

该操作臂总成50各部分功能如下：

1、转盘驱动电机512带动转盘511转动，使支撑梁52随之转动到合适的作业位置。

2、可伸缩式支撑梁52可以根据需要伸长或缩短。

3、第一驱动气缸53可以驱动支撑梁52绕转盘倾斜不同的角度，适应不同的作业位置。

4、第二驱动气缸55带动支架522绕上连接座521转动，使操作手54摆动不同角度。

5、操作手驱动电机56带动支撑座52转动，使两夹爪542可以在360度范围内转动，适应不同角度。

6、两夹爪驱动气缸543带动两夹爪542开合操作作业。

需要说明的是，该操作臂总成50可用于农林作业中的抓取、剪切、施肥和除草等操作，根据不同作业需求，更换操作手54，并且，该支撑梁52为可伸缩式；需要说明的是，无论基座51安装于驾驶舱总成30顶部还是侧旁，操作臂总成50之基座51均高于驾驶舱总成30及上述车厢41；当安装于驾驶舱总成30侧旁时，于驾驶舱总成30中设置有观测操作臂总成50操作的监视器；当安装于驾驶舱总成30顶部时，驾驶舱总成30可以设计为转动或不转动，便于调整操作视野。

本发明的设计重点在于，通过将履带底盘总成、发动机总成、驾驶舱总成、三自由度车厢总成和操作臂总成集成于农林设备上，使该农林设备能够适应多种地形，满足不同环境下的操作作业，三自由度车厢可以转变不同角度，方便侧翻或装填物料，弥补了农林作业中地形地势不便的缺陷，提高工作效率，而可转动式操作臂可全方位进行操作，代替人工作业，减少人工劳动量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。